[0001] Die Erfindung betrifft einen Arbeitstisch mit einer metallischen Schneidgutunterlage
für eine automatische Schneidanlage, auf der Materialien mittels nichtmechanischer
Schneidwerkzeuge geschnitten werden.
[0002] Die DE-AS 28 13 498 offenbart eine Vorrichtung zum Schneiden eines Flachmaterialstapels
mit einem Fluidstrahl. Die Schneidgutunterlage dieser Schneidvorrichtung besteht aus
zueinander senkrechten und parallelen dünnen Tragplatten, die eine schneidenartige
Oberfläche aufweisen. Eine solche wabenförmige Ausbildung einer Tragplattenstruktur
ist beispielsweise unter der Bezeichnung "Honeycomb" bekannt, das aus Aluminium einfach
herstellbar ist.
[0003] Die Wandstärke dieser Tragplatten muß, um Rückspritzeffekte durch den auftreffenden
Wasserstrahl und somit ein Durchfeuchten des Schneidgutes zu vermeiden, so dünn wie
möglich sein.
Durch die einem Fluidstrahl inhärente hohe Energie, unterliegt eine Schneidgutunterlage
aus Aluminium einen sehr hohen Verschleiß, so daß sie in der textil- oder lederverarbeitenden
Industrie, wo häufig hintereinander dieselben Zuschnitte ausgeführt werden, und der
numerisch gesteuerte Schneidstrahl immer wieder über dieselben Stellen geführt wird,
aus wirtschaftlichen Gründen nicht zum Einsatz kommen.
[0004] Eine solche Wabenstruktur nach Art des "Honeycombs" aus Stahlblech herzustellen,
ist fertigungstechnisch nicht möglich. Beim Stanzen oder Bohren ist die dabei erzielbare
Wandstärke nicht dünn genug, um Rückspritzeffekte zu vermeiden.
[0005] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemaßen Arbeitstisch
so weiter zu bilden, daß die Schneidgutunterlage eine hohe Standfestigkeit besitzt,
sicher und wirkungsvoll Rückspritzeffekte verhindert und dabei einfach und kostengünstig
herstellbar ist.
[0006] Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs
1.
[0007] Durch diese Ausgestaltung läßt sich jede gewünschte Größe der Durchtrittsöffnungen,
die zwingend notwendig sind, um den Fluidstrahl in die Auffangwanne des Arbeitstisches
ableiten zu können, auf einfache Art und Weise realisieren, da diese nur von der Wellenform
der Metallstreifen abhängig ist.
[0008] Der Arbeitstisch nach Anspruch 2 bietet den Vorteil, daß nur eine einzige Art von
Metallstreifen verwendbar ist und die Anlagefläche zwischen den einzelnen Streifen
vergrößert wird.
[0009] Die Ausgestaltung nach Anspruch 3 gestattet einen einfachen Austausch etwa beschädigter
Metallstreifen.
[0010] Mit den Merkmalen des Anspruchs 4 wird die Stabilität der Schneidgutunterlage erhöht.
[0011] Die Ausbildungsform des Arbeitstisches nach Ansprüchen 5 bis 7 verhindert ein "Ausfransen"
der Oberfläche der Schneidgutunterlage für den Fall, daß nach langem Gebrauch die
Verbindungsstellen zwischen den einzelnen Streifen aufgeschnitten sein sollten.
[0012] Weitere wirkungsvolle Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen 8 bis
10 entnehmbar.
[0013] Durch die Ausbildung nach Anspruch 11 wird die Standzeit der Schneidgutunterlage
erhöht, da durch die digitale Steuerung des Schneidwerkzeuges nur senkrecht zueinander
verlaufende Schnitte ausgeführt werden können. Auch wenn die entsprechenden Schritte
sehr klein ausgeführt werden, weichen sie von der Hauptrichtung der Schneidgutunterlage
ab, und der Schneidstrahl trifft seltener auf die Stoßstelle zweier Metallstreifen.
[0014] Anhand einer Zeichnung soll die Erfindung näher beschrieben werden.
[0015] Es zeigt:
Fig. 1, 1a eine automatische Fluidstrahl-Schneidanlage in perspektivischer Darstellung,
Fig. 2 den Querschnitt durch den Arbeitstisch der Fluidstrahl-Schneidanlage nach Fig.
1 in vereinfachter Darstellung,
Fig. 2a den Querschnitt durch den Arbeitstisch der Fluidstrahl-Schneidanlage nach
Fig. 1a in vereinfachter Darstellung,
Fig. 3 die Teildraufsicht der Schneidgutunterlage in vergrößerter Darstellung,
Fig. 4 eine weitere Ausbildungsform der Schneidgutunterlage,
Fig. 5 die Ansicht der Schneidgutunterlage nach Fig. 4,
Fig. 6 eine weitere Ausbildungsform der Schneidgutunterlage in Teildraufsicht,
Fig. 7 die Ansicht der Schneidgutunterlage gemäß Sichtpfeil A nach Fig. 6,
Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Schneidgutunterlage in Seitenansicht,
Fig. 9 den Querschnitt der Schneidgutunterlage entlang der Linie A-A nach Fig. 8,
Fig. 10 die Draufsicht der Schneidgutunterlage nach Fig. 8 in Teildarstellung,
Fig. 11 die Ansicht einer weiteren Ausgestaltung der Schneidgutunterlage nach Fig.
8,
Fig. 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schneidgutunterlage,
Fig. 13 die Seitenansicht der Schneidgutunterlage gemäß Sichtpfeil z nach Fig. 12.
Fig. 14 den vergrößerten Ausschnitt "x" nach Fig. 13.
[0016] Fig. 1 und 1a zeigen eine numerisch gesteuerte Höchstdruck-Fluidstrahl-Schneidanlage
in teilweise vereinfachter Form, die im wesentlichen besteht aus: Dem Arbeitstisch
8, der auf dem Arbeitstisch 8 angeordneten Schneidgutunterlage 3, dem über dem Arbeitstisch
8 längsverschieblich gelagerten, die Hochdruckdüse 11 aufnehmenden Schneidportal 9
sowie der Steuerungsanlage 10. Identische Bauteile sind der Einfachheit halber mit
denselben Positionsziffern versehen.
[0017] Auf der Schneidgutunterlage 3 wird das zu schneidende Material 12 aufgelegt und die
einzelnen Muster M mittels des durch die Hochdruckdüse 11 strömenden Fluidstrahls
ausgeschnitten.
[0018] Fig. 2 und 2a verdeutlichen den Aufbau des Arbeitstisches 8.
Der Arbeitstisch 8 weist einen rechteckigen, umlaufenden, seitlich geschlossenen Rahmen
13 auf. Innerhalb dieses Rahmens 13 sind Streben 17 angebracht, mit denen eine den
Arbeitstisch 8 nach unten begrenzende Auffangwanne 4, in der nach dem Schneiden das
Schneidfluid zusammenläuft, verbunden ist. Über der Auffangwanne 4 liegen auf den
nach innen vorspringenden Flanschen 14, die am Rahmen 13 angeordnet sind, handelsübliche
aus miteinander verschweißten Längs- und Querstreben bestehende Gitterroste 15 auf.
Diese Gitterroste 15 dienen einerseits als Trägermaterial für die Schneidgutunterlage
3 und sind innerhalb des Rahmens 13 in einer solchen Höhe angeordnet, daß zwischen
ihnen und dem Boden der Auffangwanne 4 genügend Zwischenraum verbleibt, um das verbrauchte
Schneidfluid wirkungsvoll abzuleiten. Auf den Gitterrosten 15 ist mindestens eine
einschichtige Auflage von in Käfigen 16 eingeschlossenem Granulat 1 aufgelegt und
auf diesen Käfigen 16 liegt die Schneidgutunterlage 3 auf. Die weitere Ausgestaltung
eines solchen Arbeitstisches 8 ist bekannt und beispielsweise in der DE-C- 38 40 072
beschrieben. Zwischen den Käfigen 16 und der Schneidgutunterlage 3 können, wie Fig.
1a zeigt, weitere Gitterroste 2 angeordnet sein.
Die metallische Schneidgutunterlage 3 besteht aus mehreren miteinander verklebten
oder verlöteten Streifen 3a, 3b aus Stahlblech. Dabei werden jeweils abwechselnd ein
gewellter Metallstreifen 3a mit einem ungewellten Streifen 3b verbunden. Anstelle
eines wellenförmig gebogenen Metallstreifens kann natürlich auch ein scharfkantig
gebogener Streifen (dreieckförmig oder in Form einer Rechteckwelle) verwendet werden.
Jeder der Streifen 3a, 3b hateine der Arbeitstischbreite B entsprechende Länge und
eine letztendlich beliebig mögliche Breite. Die Materialstärke jedes Metallstreifens
3a, 3b beträgt weniger als 1/10 Millimeter; es hat sich als sehr vorteilhaft herausgestellt,
rostfreien Stahl mit einer Stärke von o,o7mm zu verwenden. Um die Standfestigkeit
der Schneidgutunterlage 3 zu erhöhen, können die Metallstreifen 3a,3b in bekannter
Weise gehärtet sein. Die Breite der Streifen 3a,3b ist abhängig von der gewünschten
bzw. notwendigen Dicke D der Schneidgutunterlage 3, die wiederum von dem aufzulegenden
Schneidgut 12 abhängig ist. In der Praxis hat sich für das Schneiden biegeschlaffer
Materialien, wie Textilien oder Leder, eine Streifenbreite von etwa 20 mm bewährt.
Es werden jeweils so viele Metallstreifen 3a,3b aneinander geklebt, wie es die Länge
des Arbeitstisches 8 erfordert. In den Figuren sind beispielhaft nur jeweils zwei
hintereinander angeordnete Streifen 3a, 3b dargestellt, um daß Anordnungsprinzip zu
verdeutlichen. Eine weitere Stabilitätserhöhung wird erreicht, wenn die Metallstreifen
(3a, 3b) durch Hartlöten miteinander verbunden werden. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel
(Fig. 1a, 2a) ist die Schneidgutunterlage 3 auf einem weiteren Gitterrost 2, der auf
den granulatgefüllten Käfigen 16 aufliegt, angeordnet.
[0019] Der Gitterrost 2 besteht aus miteinander verschweißten Längsstreben 6 und Querstreben
7. An den äußeren, die Längsseiten bildenden Streben 6a, 6b sind von außen jeweils
an den Kreuzungspunkten der Längs- und Querstreben 6a, 6b, 7 senkrecht nach oben ragende
Bolzen 5 angeschweißt. Die nach oben ragenden Kanten 6′, 7′ der Streben 6, 7 sind
so angeschliffen, daß sie in einem spitzen Winkel enden, gleiches gilt für die Enden
der Bolzen 5.
Die inneren Längsstreben 6 sind von geringerer Höhe als die Querstreben 7 (vgl. Fig.
9).
Auf dem Gitterrost 2 ist durch abwechselndes aneinanderpacken von gewellten Metallstreifen
3a und ungewellten Metallstreifen 3b die Schneidgutunterlage 3 angeordnet. Es werden
jeweils so viele Metallstreifen 3a, 3b fest aneinander gepackt, daß der Gitterrost
2 vollständig bedeckt ist. Die Metallstreifen 3a, 3b werden auf die Querstreben 7
aufgelegt. In vorteilhafter Weise beginnt und endet die Packung mit einem gewellten
Streifen 3a, wobei die Wellentäler T an die Bolzen 5 angelegt werden. Durch die (bezogen
auf den Metallstreifen 3a, 3b) in Querrichtung wirkende Druckkraft bzw. die in Längsrichtung
wirkende Reibungskraft zwischen den Metallstreifen 3a, 3b ist die Schneidgutunterlage
formstabil. Es ist möglich, den Gitterrost 2 zu magnetisieren, so daß die Metallstreifen
3a, 3b, 3c zusätzlich durch Magnetkräfte gehalten werden. Die Länge der Bolzen 5 ist
so gewählt, daß diese nicht über die Schneidgutunterlage 3 hinausragen, vorzugsweise
sogar dahinter zurückstehen. Über die Länge des Arbeitstisches 8 ist die Schneidgutunterlage
3 in mehrere Einzelsegmente unterteilt, d.h. mehrere gepackte Gitterroste 2 sind hintereinander
angeordnet, wobei jedes Segment beispielsweise aus fünfzig Metallstreifen 3a, 3b bestehen
kann. Dies erleichtert die Handhabbarkeit und den Zugriff in das Innere des Arbeitstisches
8.
[0020] Um einerseits das Packen der Schneidgutunterlage 3 zu erleichtern und andererseits
die Stabilität der gepackten Schneidgutunterlage 3 zu erhöhen, können an weiteren
Kreuzungspunkten von Längs- und Querstreben 6, 7, im Innenbereich des Gitterrostes
2 zusätzliche Bolzen 5 angebracht werden (vgl. Fig. 10).
[0021] Die gewellten Streifen 3a werden in bekannter Weise durch Rollen zwischen zwei Zahnrädern
hergestellt.
[0022] In Abhängigkeit von der gewünschten Lochgröße der Schneidgutunterlage 3 wird beim
Rollen die Teilung bzw. der Durchmesser der Zahnräder gewählt, wobei eine große Teilung
zu einer feinporigen und eine geringe Teilung zu einer großporigen Oberfläche führt.
Abhängig ist die Lochgröße zum einen davon, welches Material geschnitten werden soll,
da bei einer großporigen Oberfläche geringere Auflagestellen für das Schneidgut 12
verbleiben, und abhängig davon, wie schnell der Fluidstrahl von der Arbeitsfläche
abgeleitet werden muß.
[0023] Um das Ableiten des Fluidstrahls 18 zu verbessern kann vorgesehen werden, die Metallstreifen
3a, 3b, 3c über ihre Längserstreckung y verteilt zu durchbohren, so daß das Fluid
nicht nur durch das Wellental T, in das es direkt eintritt, sondern auch durch die
benachbarten Wellentäler abfließen kann. Dies ist insbesondere dann angebracht, wenn
eine vom Durchmesser kleine Lochteilung gewünscht ist, bei der naturgemäß der Kapillareffekt
die Abflußgeschwindigkeit des Fluids einschränkt. In Fig. 7 und 13 sind diese Bohrungen
28 beispielhaft dargestellt.
[0024] An den ansonsten offenen Längsrändern R kann die Schneidgutunterlage 3 mit einem
Kunstharz 20 vergossen werden, so daß einige Wellentäler T vollständig mit Kunstharz
20 ausgefüllt sind. Durch dieses Vergießen mit Kunstharz 20 wird erreicht, daß die
Schneidgutunterlage 3 für den Fall, daß durch langen Gebrauch einzelne Verbindungsstellen
30 zwischen den Metallstreifen 3a und 3b zerschnitten sind, nicht auseinander gerissen
wird, wenn der energiereiche Schneidstrahl 18 erneut in diese nicht mehr verbundene
Stelle trifft. Das Vergießen empfiehlt sich insbesondere dann, wenn die Metallstreifen
3a, 3b nicht miteinander verlötet wurden. Fig. 4 und 6 zeigen das Prinzip eines weiteren
Ausführungsbeispiels der Schneidgutunterlage 3. Wegen der Identität zu der Ausführungsform
nach Fig. 3 sind hier teilweise dieselben Positionsziffern verwendet, da der bereits
beschriebene Aufbau auch für diese Ausführungsformen Gültigkeit hat.
[0025] Abweichend hierzu sind an den jeweils mit Kunstharz 20 ausgefüllten Längsrändern
R der Schneidgutunterlage 3 Durchgangsbohrungen 21 vorgesehen, in die Schraubbolzen
22 einsteckbar sind und durch Aufdrehen einer Mutter 23 eine Druckspannung in der
Schneidgutunterlage 3 erzeugbar ist, wodurch die Sicherheit gegen Aufreißen der Schneidgutunterlage
3 bzw. Ausfransen von deren Oberfläche erhöht wird.
[0026] Bei dem Ausgestaltungsbeispiel nach Fig. 6 kann zur weiteren Erhöhung der Standsicherheit
und -festigkeit neben einer Druckspannung in der Schneidgutunterlage 3 zusätzlich
noch eine Zugspannung in Querrichtung (y-Richtung) in jedem einzelnen Metallstreifen
3a,3b aufgebracht werden, in dem an den innerhalb der Längsränder befindlichen Schrauben
22 beidseitig Zuganker 26 (beispielsweise mit einer Öse 24 versehene Drahtseile 25)
befestigt und diese Zuganker 26 an entsprechenden, hier nicht näher dargestellten
Gegenlagern innerhalb des Arbeitstisches 8 verspannt werden. Fig. 11 zeigt eine weitere
Möglichkeit, die Schneidgutunterlage 3 an ihren Rändern zu fixieren, indem ein U-förmiges
Profil 19 um den Gitterrost 2 und die Schneidgutunterlage 3 gelegt und mit Schrauben
27 gesichert wird. Zu berücksichtigen ist, daß in der zeichnerischen Darstellung der
Fig. 4 und 6 nur jeweils zwei der Metallstreifen 3a, 3b gezeigt sind. In der Realität
ist eine solche Packung wesentlich dichter, die Schraubbolzen 22 demgemäß auch länger.
[0027] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen Fig. 12 und 13. Anstelle der
abwechselnden Anordnung eines gewellten und eines ungewellten Metallstreifenis werden
Metallstreifen 3c, die die Form einer "Rechteckwelle" aufweisen, verwendet. Diese
Form wird aus der vergrößerten Ausschnittsdarstellung gem. Fig. 14 deutlich. Wellentäler
T1 und Wellenberge W1 haben dabei unterschiedliche Teilungslängen a, b. Auf der Zeichnung
gilt: b=2a. Die Metallstreifen 3c werden so aneinander angelegt, daß sich jeweils
ein Wellental T1 an einem Wellenberg W1 abstützt. Die Verbindung zwischen den einzelnen
Metallstreifen 3c kann ebenfalls durch Verkleben, Löten oder einer anderen der vorbeschriebenen
Art hergestellt werden. Vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist, daß nur eine einzige
Art von Metallstreifen verwendet werden kann, was die Fertigungskosten senkt. Diese
"Rechteckwellen" 3c können ebenso auf einem Gitterrost an Bolzen angelegt werden,
wie bereits beschrieben. Ebenso ist es auch hier denkbar, die Streifen in Längserstreckung
y, senkrecht zur Einbaulage mit Bohrungen 28 zu versehen, um die Kapillarität günstig
zu beeinflussen.
[0028] Die Schneidgutunterlage 3 kann anstelle auf granulatgefüllten Käfigen 16 auch auf
einem hier nicht näher dargestellten Unterbau aus gespannten und verspannten Metallstreifen
aufliegen. Hierbei werden gerade Metallstreifen in einem parallelen Abstand zueinander
in Längsrichtung in einem Metallrahmen verspannt. Weitere Metallstreifen weisen Schlitze
im Abstand der verspannten Metallstreifen auf, so daß erstere in Querrichtung auf
letztere aufgesteckt werden können. Hierauf kann dann die Schneidgutunterlage 3 aufgelegt
werden. Wenn die zuvor beschriebenen Metallstreifen breit genug gewählt werden, könnte
darüberhinaus auch der Gitterrost 15, der oberhalb der Auffangwanne 14 angeordnet
ist, entfallen.
[0029] Sofern einzelne Segmente zu einer Schneidgutunterlage 3 zusammengesetzt werden, ist
die Schneidgutunterlage 3 auch als umlaufendes Transportband ausstaltbar. Dabei werden
die einzelnen Segmente gelenkig miteinander verbunden, so daß ein Abknicken und Richtungswechsel
an den für diesen Fall vor und hinter dem Arbeitstisch 8 anzuordnenden Umlenkrollen,
die gleichzeitig auch als Antrieb dienen können, ermöglicht wird. Die Ausgestaltung
eines solchen "Conveyer-belt" ist seit langem bekannt und bedarf hier aus diesem Grunde
keiner besonderen Beschreibung.
1. Arbeitstisch für eine automatische Schneidanlage, insbesondere Höchstdruck-Fluidstrahl-Schneidanlage,
mit einer metallischen Schneidgutunterlage, die eine nach oben durchbrochene Oberfläche
aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß
sich die Schneidgutunterlage (3) aus einzelnen aneinandergereihten Metallstreifen
(3a,3b) zusammensetzt, wobei gewellte Metallstreifen (3a) und ungewellte Metallstreifen
(3b) jeweils abwechselnd aneinander anliegen.
2. Arbeitstisch nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
anstelle der abwechselnden Aneinanderreihungen von gewellten und ungewellten Metallstreifen,
ausschließlich in Form einer Rechteckwelle gebogene Metallstreifen (3c) verwendet
werden, wobei die Länge (a) eines Wellenberges (W1) von der Länge (b) eines Wellentales
(T1) abweicht.
3. Arbeitstisch nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Metallstreifen (3a, 3c) abgestützt sind an Bolzen (5), die an den die Längsseiten
bildenden Streben (6a, 6b) an den Kreuzungspunkten von Längs und Querstreben (6,
7) eines Gitterrostes (2) angebracht sind und nach oben über den Gitterrost (2) hinausragen.
4. Arbeitstisch nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens eine Art der Metallstreifen (3a, 3b, 3c) in Längsstreckung Bohrungen (28)
aufweist.
5. Arbeitstisch nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
senkrecht zur Längserstreckung der Metallstreifen (3a,3b,3c) die Ränder (R) der Schneidgutunterlage
(3) mit einem Kunstharz (20) ausgegossen sind.
6. Arbeitstisch nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
senkrecht zur Längserstreckung der Metallstreifen (3a,3b) auf die Schneidgutunterlage
(3) eine permanent wirkende Druckspannung oder Zugspannung aufgebracht wird.
7. Arbeitstisch nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Schneidgutunterlage (3) durchbohrt und mittels einer Verschraubung (22,23) die
Druckspannung aufbringbar ist, oder in die Schneidgutunterlage (3) Ankerbolzen (26)
eingebracht sind, die in Längsrichtung (y) der Schneidgutunterlage (3) über deren
Ränder (R) hinausragen und über diese Ankerbolzen (27) die Zugspannung einleitbar
ist.
8. Arbeitstisch nach Anspruch 1 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Wellenberge (W) zweier benachbarter gewellter Streifen (3a) zueinander versetzt
sind.
9. Arbeitstisch nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die gewellten Metallstreifen (3a) jeweils auf den Wellenbergen (W) mit einem
ungewellten Metallstreifen (3b) verklebt oder verlötet sind.
10. Arbeitstisch nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
je ein gewellter Metallstreifen (3a,3c) an den Bolzen (5) so anliegt, daß diese von
den Wellentälern (T) umschlossen werden.
11. Arbeitstisch nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Schneidgutunterlage (3) so eingelegt ist, daß die Längsrichtung (y) der Metallstreifen
(3a,3b) in einem vom rechten Winkel abweichenden Winkel zu den Kanten des Arbeitstisches
(8) verlaufen.